单瑛哲毕业于解放军艺术学院音乐系93级中专班长笛专业，中央戏剧学院2004级表演系本科班。

2010年，参演的谍战题材电视剧《雾都猎狐》播出，在剧中饰演特务唐七。

2011年，拍摄电视剧《狂奔的左左》，在剧中饰演高尔夫教练腾云飞。

2012年1月5日，参演的古装电视剧《洪武大案》播出，在剧中分别饰演廉洁清官张子恭和死囚薛强；1月20日，主演的抗日战争题材电视剧《烽火长城》播出，在剧中饰演革命战士沙翔。

2014年1月，拍摄由赵文卓执导的唐诗微电影《游子吟》；11月15日，主演的青春励志电视剧《歌海情天》播出，在剧中饰演青年王洛宾。

2015年9月19日，参演的古装电视剧《琅琊榜》播出，在剧中饰演赤焰军主营先锋大将聂锋。

2017年7月19日，参演的古装武侠电影《绣春刀Ⅱ：修罗战场》上映，在片中饰演锦衣卫总旗。

2019年12月4日，主演的传奇历史电视剧《瀛寰之志》播出，在剧中饰演《瀛寰志略》的作者、道光年间福建巡抚徐继畬。

2021年2月1日，参演的革命历史题材电视剧《觉醒年代》播出，在剧中饰演爱国民主人士章士钊；8月8日，参演的古装悬疑权谋电视剧《与君歌》播出，在剧中饰演王林；10月4日，参演的电视剧《皎若云间月》在优酷视频播出，在剧中饰演皇帝夜景安。

2022年4月6日，参演的古装电视剧《山河月明》播出，在剧中饰演明初重臣夏原吉。